Химический состав чая

Чай, как полезный и вкусный, ароматный напиток, знаком почти всему населению земного шара. Он обладает высокими вкусовыми и лечебными свойствами. При его систематическом употреблении и благодаря наличию в готовом продукте алкалоида — танина, кофеина, витаминов и других химических соединений, поддерживает энергию и трудоспособность человека, прекрасно утоляет жажду.

Знаменитый немецкий философ, просветитель и основоположник немецкой классической литературы Т. Е. Лессинг писал: «Я, конечно, не знаю, буду ли я жить завтра, но если я завтра проснусь, то уверен, что прежде всего выпью чая».

По данным В. Е. Воронцова (1946), М. А. Бокучава (1976), И. А. Хочолава (1977), крепкий чай усиливает деятельность нервной системы человека, устраняет утомление, восстанавливает его трудоспособность.

Чай, как напиток, имеет большое культурное и социально-общественное значение. Чаепитие оживляет вечера, располагает к беседе, украшает и делает торжественной домашнюю обстановку. А сервированный к чаю стол дает эстетическое наслаждение. И недаром в народе бытует поговорка: «Там, где есть чай, меньше пьют водку».

По данным мировой и советской статистики ежегодно на всех континентах земного шара заметно продолжается рост как потребления, так и производства чая. Только за последние 10 лет выпуск готового чая на земном шаре увеличился с 1,5 млн тонн до 2,26 млн. тонн в 1985 году или на 6%.

Быстрыми темпами идет рост производства чая и в СССР.

Грузинский чай повсеместно заслужил добрую славу. Его пьют в Сибири и Прибалтике, на Дальнем Востоке и на Украине, в республиках Средней Азии. Советский чай, выращенный в наших субтропиках, с удовольствием пьют и в Англии, и в Финляндии, ГДР, Польше, Чехословакии, Монголия и во многих других странах. Однако в последние годы все чаще и чаще от потребителей поступают нарекания и жалобы на не достаточно высокое качество продукции, выпускаемой чайными фабриками республики.

В XII пятилетке труженики республики развернули многоплановую целевую борьбу за повышение качества чая, они откликнулись на призыв знатного чаевода страны, дважды Героя Социалистического труда Тамары Купуния, которая на страницах печати высказала сердечную боль по поводу снижения качества грузинского чая и потери его былой славы, вызывающей справедливые нарекания потребителей. Сохранить высокие темпы сбора чайного листа при его высоком качестве является важнейшей задачей чаеводов республики, — говорилось в выступлениях специалистов чаеводов на совещании работников агропромышленного комплекса, состоявшемся в 1986 и 1987 гг. в городах Сухуми и Махарадзе. На них было тщательно проанализировано положение дел в колхозах и совхозах с заготовкой сырья, и были вскрыты резервы по улучшению качества чая в перерабатывающей промышленности. Перед чаеводами и работниками чайной промышленности поставлена задача— повысить престиж отечественного чая.

Чай относится к пищевым продуктам, и сохранение в нем аромата, вкуса, настоя и других полезных веществ имеет решающее значение. Малейшее нарушение в технологии получения сырья и производства чая могут привести к порче всего продукта. Чайные побеги, попавшие в корзину чаесборщиц, проходят немалый путь от рук сборщиц до рук потребителей, и в течение всего этого времени для получения высокого качества чая необходимо соблюдение всех технологических процессов в этой длинной цепочке.

Качество готового чая обычно принято относить за счет собранного зеленого листа, попадающего для переработки. И, действительно, хороший продукт можно получить только из хорошего сырья, которое обуславливается сортовым составом растений, экологическими условиями участков, почвенными разностями, агротехническими мероприятиями, метеорологическими условиями вегетационного периода и, самое главное, правильным сбором чайного листа. Не менее важное место в борьбе за качество чая принадлежит технологической переработке зеленого листа. Практика показала, что при нарушении технологии из самого высококачественного сырья получаются продукты низкого качества, которые плохо принимаются потребителями.

В связи с быстрыми темпами роста производства сырья, которое особенно имело место в последние 10—12 лет, и медленным строительством новых чайных фабрик, сложилась хроническая диспропорция между объемами заготовок чайного листа и мощностями перерабатывающих предприятий. Поэтому в последние годы правительством республики принят ряд мер по ликвидации этой диспропорции. Были проведены большие работы по увеличению мощностей чайных фабрик за счет реконструкции старых, предприятий и строительства новых фабрик. Одновременно было построено 38 чайных микрофабрик с годовой мощностью около 50 тыс. тонн. По данным Г. А. Гвичия (1986), в первом году XII пятилетки вошло в строй еще 7 чайных фабрик, которые могут перерабатывать около 30 тыс. тонн листа. В 1987 г. вступила в строй новая Зугдидская чайная фабрика, оснащенная новейшим оборудованием и будет перерабатывать ежегодно несколько тысяч тонн листа. В Сухумском районе закончено сооружение Келасурской экспериментальной чайной фабрики, которая в основном будет работать на сырье сорта «Колхида». Переработка сырья здесь будет также производиться по безотходной технологии. Вся система управления машинами полностью автоматизирована.

Большие работы проводятся по улучшению качества чая и в Краснодарском крае. Решаются вопросы по совершенствованию технологии производства, обновлению основных фондов отрасли за счет технического перевооружения новым современным оборудованием. На Адлерской и Дагомысской чайных фабриках установлено 22 новых мощных роллера, проведена механизация ферментационного цеха. В результате реконструкции фабрик, проведенных в 1986—1987 гг., суточные производственные мощности по переработке чайного листа достигли 140—150 тонн. Только в Дагомысской фабрике производительность увеличилась с 65 до 110 т. Здесь созданы и работают образцы первых ферментационных машин непрерывного действия.

Для фасовки чая приобретена и установлена линия С-150 фирмы «Роуз-форгроув», что позволило механизировать ручной труд, улучшить условия труда и повысить качество готовой продукции.

Для улучшения качества чая с 1986 года на Дагомысской чайной фабрике работает и испытывается экспериментальная черешкоотделительная машина фирмы «Ямамасу», Япония.

Одним из важных факторов повышения качества чая является соблюдение технологических режимов на всех стадиях производства и переработки листа. С этой целью на фабриках применена бестарная перевозка листа, хранение его в хранилищах с активным вентилированием. Работают первые образцы ферментационных машин непрерывного действия, изготовленных специалистами объединения. В ближайшем будущем предусматривается строительство экспериментальной чайном фабрики с суточной мощностью 30 тонн листа, а к сезону 1988г. — экспериментальный цех по первичной переработке 10 тонн листа в сутки в совхозе «Лазаревский». На основе использования безотходной технологии переработки чая планируется строительство завода безалкогольных напитков.

В Азербайджанской ССР проведено техническое перевооружение многих чайных фабрик. В 1985 году переработка листа на фабриках достигла 27,6 тыс. т. Однако и здесь до сих пор их мощности не сбалансированы в связи с ежегодно увеличивающимся поступлением сырья. По данным Н. М. Ахундова (1986), в пиковый период 1985 г. остались неубранными с плантаций сотни тонн зеленого листа. Поэтому требуется скорейшее строительство новых чаеперерабатывающих фабрик.

В выполнении программы по значительному улучшению качества отечественного чая большое место отводится коллективу Батумского машиностроительного завода, который является единственным в стране поставщиком оборудования для чайных фабрик Союза. В последние годы на этом заводе были модернизированы чаесушильные машины с паровым калорифером, линия по сортировке готового чая, по производству чайного концентрата. Улучшено оборудование по сортировке скрученного чайного листа и непрерывного купажирования. Большой интерес представляет линия по переработке чая вертикальным расположением оборудования. Это новшество авторами которого являются заслуженный инженер Грузинской ССР Георгий Цинцадзе и доктор технических наук Леван Лазишвили, позволяет высвободить большое число людей и производительные площади. Помимо этого, достоинство новой линии заключается в том, что на ней достигается равномерное и эффективное скручивание большой массы завяленного чайного листа без перетирания нежных элементов флешей. Качество готовой продукции заметно повышается, а расход сырья сокращается.

Эксплуатация разработки новаторов дает 100 тыс. рублей экономии в год.

В экспериментальном цехе предприятия подходит к концу сборка механизированной линии по изготовлению зеленого кирпичного чая. Проект новинки разработан в Тбилисском проектно-технологическом научно-исследовательском институте станкостроения. Недавно заводом выпущен роллер новой модификации — Б2-4РО-6.

Продукция Батумского завода широко известна в зарубежных чаеперерабатывающих предприятиях. Машины и оборудование для чайной промышленности закупают Вьетнам, Монголия, ГДР и Турция, которой в последнее время отправлено несколько партий технологического оборудования для чайных фабрик.

Качество чая прежде всего судят по его вкусу, аромату, цвету настоя. Работами А. И. Опарина (1937), А. Л. Курсанова (1952), К. М. Джемухадзе (1958), В. Е. Воронцова (1939, 1946), М. А. Бокучава (1950), И. А. Хочолава (1977), Р. В. Воронцовой (1941, 1977) показана изменчивость химических веществ чайного листа, обуславливающая образование вкуса и аромата напитка в зависимости от содержания в нем дубильных и экстрактивных веществ, эфирных масел, кофеина и др.

К основным химическим соединениям чая относятся:

• Дубильные вещества или танины, в которые входят катехины, теогаллины, антоцианы и некоторые другие вещества;
• Эфирные масла, придающие чаю аромат и вкус;
• Белковые соединения и углеводы;
• Алкалоиды, включающие в себя кофеин, а также близкие к нему соединения — теобромин и теофилин. В отдельных сортах чая содержание кофеина доходит до 3—4% от абсолютно сухого вещества.
• Витамины.

Показатели качества, как зеленого листа, так и готового чая являются экстрактивные вещества, представляющие собой сумму всех полезно растворимых в горячей воде веществ. От них зависит специфически вяжущий, приятно горьковатый вкус напитка и красновато-золотистая окраска чайного настоя черного заваренного чая. Важнейшими для качественной оценки чая являются дубильные вещества (танины), обуславливающие не только вяжущий вкус, но равно и цвет, и некоторые другие свойства чайного настоя. Дубильные вещества относятся к наиболее подвижным и активным соединениям, поэтому они в первую очередь подвергаются определенным изменениям при различных условиях произрастания.

В чае очень много витаминов, которые имеют большое значение для нормальной жизнедеятельности растений. В свежем листе его в несколько раз больше, чем в лимоне. Витамин Р, находящийся в чае, усиливает действие аскорбиновой кислоты и способствует ее накоплению в человеческом организме, укрепляет стенки кровеносных сосудов. По содержанию витамина Р чайный лист не имеет себе равных в растительном мире. В чае содержатся и другие витамины: В₁ (тиамин), В₂ (рибофлавин), РР — никотиновая кислота, К — филлохинон, А — каротин и другие.

Важной составной частью сырья являются также углеводы, пектиновые вещества, органические кислоты и др., большинство которых положительно влияют на качество чая. Все эти химические соединения претерпевает в процессе переработки листа сложные биохимические превращения, способствующие получению высокоароматичного, крепкого, тонизирующего напитка, который у человечества нашел самое широкое признание.

В чае алкалоиды представлены в основном кофеином, теофилином и теобромином. Наибольшее значение имеет кофеин, который оказывает возбуждающее действие на организм человека, в первую очередь, на сердце и центральную нервную систему. Поэтому его широко применяют в медицине. В сухом веществе его находится около 3—4%.

Впервые в 1915 г. проф. В. Е. Воронцовым в г. Махарадзе был разработан метод извлечения кофеина из отходов чая, получаемых при его возделывании (листья и побеги, остающиеся после шпалерной подрезки). В 1926 г. в г. Батуми был организован кофеиновый завод, работающий и по настоящее время.

Кофеин, кроме чая, содержится в листьях и плодах кофе, в растениях парагвайского чая, в орехах Кола, из которых изготовляют концентрат, идущий на приготовление напитков пепси и кока-кола. В условиях Сочи кофеин в листьях чая распределяется следующим образом: (в % на абсолютно сухое вещество):

• 1-й лист — 3,19
• 2-й лист — 4,42
• 3-й лист — 3,25
• 4-й лист — 2,00
• 5-й лист — 1,60
• Старые листья — 0,66
• Стебель — 0,31

В сырье чая находится большое количество эфирных масел, которые придают готовому чаю специфический, характерный для чая аромат, являющийся важнейшим показателем готового напитка. Эфирное масло сосредоточено (до 0,01%) в основном в нежных побегах, в почке, в первых листьях и стеблях. Содержание эфирного масла в листьях чая подвержено большой изменчивости и зависит от места произрастания растений, сортового состава, комплекса агротехнических мероприятий. В состав эфирных масел входит свыше 20 компонентов, главнейшими из которых являются гераниол и цптронеллол, придающие чаю слабоуловимый запах розы. Бензиновый алкоголь, входящий в состав эфирных масел, обладает ароматом жасмина. Эфиры — цитронеллилацетат, линалилацетат и линалилбутадидат придают чаю запах цитрусовых.

В чайном растении, а, естественно, и в сырье содержится свыше 10 ферментов, с помощью которых происходят все химические превращения как при жизнедеятельности растений, так и при переработке сырья. К основным ферментам чая относятся: полифенолксидаза, пероксидаза, инвертаза и каталаза. Первые два способствуют ферментации чая.

Биохимическая изменчивость чайного сырья

Качество чайного сырья в значительной степени зависит от экологических условий размещения плантаций (высоты над уровнем моря, экспозиции склонов, на которых произрастает чай), географического месторасположения плантации и, соответственно, почвы, количества осадков. На качество сырья большое влияние также оказывает технология возделывания насаждений.

Исследования Р. В. Воронцовой (1961), В. Т. Гогия (1984) показали, что в более холодных и сухих районах содержание важнейших компонентов чайного листа ниже, чем в более теплых и влажных районах. По данным М. А. Бокучава (1976), при продвижении чайных растений на север происходит не только количественное, но и качественное изменение дубильных веществ. В этом случае увеличивается содержание негаллированных катехинов и уменьшается содержание галлатов.

Изменчивость качества чайного растения помимо различных экологических и агротехнических факторов зависит в значительной степени и от возраста растений. Следует отметить, что вопрос о влиянии возраста растений на его химический состав еще недостаточно изучен.

Исследования Р. В. Воронцовой, проведенные в Чакве, показали, что с возрастом у молодых растений, количество танинов и экстрактивных веществ заметно увеличивается.

Так, в листьях 3-летних растений всех трех популяций количество танинов не превышает 19—21%, в 5-летних количество танинов повышается до 21—23%, а в 6-летних растениях — уже увеличивается до 22—24%. Соответственные изменения происходят и в содержании экстрактивных веществ.

Особенно большая изменчивость в качественных показателях чая принадлежит сорту. Отделом селекции и генетики ВНПОЧСКиЧП в XI пятилетке было отобрано значительное количество новых клонов и гибридов чая, часть которых по урожайности и особенно по качественным показателям превосходят сорт «Колхида», являющийся на данном этапе эталоном сортового разнообразия чая и по качеству не уступает известным мировым сортам.

По заключению Института биохимии АН СССР сорт «Колхида» по аромату получил самую высокую оценку — 5,75—6,25 балла и приравнен к индийским чаям высших сортов. М. А. Бокучава, В. Т. Попов и Т. В. Каверинская (1982) определили, что в индийском чае Ассам танина содержится 21,38; в Цейлонском — 20,66; «Колхиде» — 20,1, в то время как в местной популяции находится его всего лишь 15,67%. В. Е. Воронцов и Р. В. Воронцова (1939), впервые начавшие изучение сорт «Колхида», установили, что в готовом черном байховом чае, приготовленном из его сырья, аромат и вкус оценены в 5,5 балла против грузинской популяции — 4,5. На высокие качественные показатели сорта «Колхида» указывают в своих исследованиях Г. П. Сарджвеладзе (1967), Г. И. Харебава (1969), И. С. Тоидзе (1976), Д. В. Лоладзе (1979), А. Г. Циргвава (1979). Результаты изучения качества чайного сырья у нового сорта «Мацестинский», районированного в субтропических районах СССР в 1985 г., также имеются значительные качественные отличия в сравнении с местной популяцией. Р. В. Воронцова и В. П. Гвасалия (1969) установили, что увеличение танинов и экстрактивных веществ в побегах этого сорта имеет место в течение всего вегетационного периода.

Качественные показатели сорта «Мацестинский» очень высокие, и он должен по праву занять ведущее место среди лучших сортов чая, особенно в условиях Краснодарского края и Азербайджана.

Влияние агроэкологических условий на качественные показатели чайного листа

Роль климатических и метеорологических условий весьма значительна в жизни чайного растения. Основные метеорологические факторы — тепло, инсоляция, осадки, влажность воздуха — кроме непосредственного воздействия на растения, обуславливают температуру почвы, ее влажность, создают более или менее благоприятные условия в ходе биологических процессов в ней, что отражается как на количестве, так и на качестве урожая.

Отмечено, что влияние условий погоды в тот или другой период сезона значительно отражается на качестве листа. Так, в Китае наилучший продукт дает первый сбор, а в чаепроизводящих районах СССР, как правило, наилучшие чаи получаются во втором сборе, что, по-видимому, объясняется малым количеством осадков в мае, а этот фактор, как это видно из приводимых ниже данных, вредно отражается на качестве листа, а, следовательно, и чая.

Химическая изменчивость чайного растения зависит в значительной степени, помимо генотипических особенностей отдельных популяций и сортов и от экологических условий произрастания, которые могут даже в отдельные периоды роста эти особенности перекрывать. Изучение изменчивости химического состава чайного листа в зависимости от агроэкологических факторов мало затронуто исследованиями. Hoope (1912), например, занимался выяснением связи между метеорологическими условиями и некоторыми качественными показателями в условиях северо-восточной Индии. Он находит на основании своих данных, что при избытке осадков, содержание танином в листе уменьшается, что, вероятно, связано с понижением температуры во время выпадения осадков. В опытах Р. В. Воронцовой (1947) было проверено влияние некоторых метеорологических факторов на содержание танинов и экстрактивных веществ в чайном листе. Выяснилось, что содержание танинов и экстрактивных веществ выше в ясную погоду, в дождливую падает и с наступлением ясной погоды опять поднимается.

Таким образом, инсоляция, несомненно, оказывает значительное влияние на химический состав листа; в частности, танины, образующиеся в результате ассимиляционного процесса и являющиеся, как предполагают, одним из основных продуктов фотосинтеза, накапливаются в листе при условиях, благоприятствующих этому процессу, т. е. при наличии соответствующей температуры и инсоляции. Это положение подтверждается исследованием листа с затененных и освещенных солнцем чайных кустов.

По нашим данным затененные растения дают меньшее содержание танинов и экстрактивных веществ, причем это уменьшение у танинов достигает 5% по отношению к их содержанию, принятому за 100.

С целью более полного выяснения влияния инсоляции нами исследовался лист, собранный с разных сторон куста: северной, южной, восточной и западной. В наиболее благоприятных условиях для накопления полезных веществ находятся листья, расположенные на южной стороне куста, в наихудших — на северной; между листьями западной и восточной стороны особенной разницы не отмечено.

Однако сильная инсоляция, сопровождающаяся в течение длительного времени отсутствием осадков (продолжительная засуха), отрицательно отражается на содержании танинов и экстрактивных веществ. Так, исследование листа показывает необычную динамику танинов и экстрактивных веществ в течение сезона. Максимум их содержания падает не на конец июля-август, как обычно, а на середину июля, затем начинается падение, продолжающееся до конца сезона. Такое явление можно объяснить засушливой погодой до конца лета, вызывающей быстрое огрубение листа, а, следовательно, и понижение его качественных показателей.

Влияние экспозиции листьев на содержание танинов и экстрактивных веществ (в% на сухое вещество)

Экспозиция	Танины, %	Экстрактивные вещества, %
Север	23,56	44,0
Юг	24,40	46,23
Восток	23,69	44,28
Запад	23,73	44,28

Качество чая в значительной степени зависит от качества сырья, поступающего в переработку. Сырьем для приготовления готового чая служат нежные двух-трехлистные побеги-флеши. Огрубевшие листья идут на получение кирпичных чаев и производство кофеина.

При сборе чая (кроме сорта «Колхида») обычно, практикуется съем двух и трехлистных флешей. Однако в собранном листе часто попадаются четырех, пятилистные и даже семилистные флеши. При большом количестве такого материала фабрики выпускают продукцию с низким качеством. Наши исследования показывают, что даже нежные четырехлистные побеги у местных популяций имеют более низкое содержание танина и других ценных для чая веществ.

Как видно из приведенного материала двух и трехлистные флеши почти не различаются по содержанию экстрактивных и дубильных веществ. Значительно меньше содержание этих качественных показателей в четырехлистных нежных флешах, еще меньше — в пятилистных.

По нашему мнению, примесь даже незначительного количества четырехлистных нежных флешей местных популяций, заметно снижает качество чая и поэтому они не пригодны для сбора и переработки их на чайных фабриках. Такого же мнения придерживается проф. М. А. Бокучава, который в своей работе по биохимии чая (1958) пишет, что в фазе технической зрелости побегов только нежные листья, не успевшие огрубеть, характеризуются высоким содержанием танина и других веществ.

Содержание экстрактивных веществ и танина в разных флешах (в % на сухое вещество)

Возраст флешей	экстрактивные вещества, %	танин, %
Двухлистные флеши	42,88	20,56
Трехлистные флеши	42.81	20,44
Четырехлистные флеши, нежные	41,63	18,12
Четырехлистные флеши, огрубевшие	39,81	17,64

Во многих наших колхозах и совхозах сбор чайного листа задерживается для подрастания побегов и утяжеления веса листьев. Это приводит к редким сборам чая, а также способствует ухудшению качества сырья.

Индийские и японские ученые S. Baruah, М. Hararika, Р. Mahanta, Н. Horita и Г. Murai (1982). показывают, что при сборе огрубевших чайных листьев происходит ухудшение качественных показателей готового продукта.

Наименьшие показатели химических веществ имеют место в чае, изготовленном из 11 дневных двухлистных побегов. Таким образом, несвоевременный сбор, особенно его задержка, как это часто практикуется в наших чаепроизводящих регионах, способствует получению чая низкого качества.

Состав черного чая из листьев разной частоты сбора (по S. Baruah и др.)

Составные части чая	5 дней	7 дней	9 дней	11 дней
Нелетучие соединения, % абсолютно сухого веса
Клетчатка	6,7	7,0	9,4	10,5
Водорастворимые вещества	44,4	42,5	42,5	41,4
Кофеин	4,4	4,8	4,3	3,8
Теофлавины	1,1	1,2	1,3	1,4

На химический состав чайного листа большое влияние оказывают способы и сроки его сбора, нежность побегов и их размеры.

В таблице показано содержание танина и экстрактивных веществ в различных побегах в зависимости от сроков сбора. Как видно из приведенных данных, качество сырья меняется не только от величины побегов и количества на них листьев, но и зависит от сроков сбора. Это позволяет сезонные изменения качественных показателей использовать для планирования выработки того или иного вида чая в различные периоды сбора. На основании этих данных К. М. Джемухадзе (1958), обосновал перевод чайных фабрик в периоды ухудшения качественных показателей листа на производство зеленого байхового чая.

Важными факторами, влияющими на улучшение качества чайного сырья, являются удобрение и орошение.

Источник: М.К. Дараселия, В.В. Воронцов, В.П. Гвасалия, В.П. Цанава. Культура чая в СССР. «Мецниереба». Тбилиси. 1989